Rosatomning yonilg’i kompaniyasi TVEL yangi yonilg’i turlarini ishlab chiqish bo’yicha ulkan ishlarni olib bormoqda. Ular mavjud AES larning iqtisodiyotini yaxshilash uchun, hamda yangi reaktorlar uchun zarur bo’ladi. «AES uchun yangi avlod yadroviy yonilg’i. Ishlab chiqish natijalari, foydalanish tajribasi va rivojlanish yo’nalishi» anjumanida olimlar va muhandislar 2022 yilgi ishlariga yakun yasaganlar.
Yig’ish robotlarning qo’lida
Bu anjumanning asosiy yangiligi bo’lsa kerak — 2023 yilda TVEL birinchi uchta TVS-5 elementlarini tayyorlash va Novovoronejskaya stantsiyasining reaktorlaridan biriga kiritib yuklashni rejalashtirgan. Texnologiyaning eng asosiy xususiyati – bu TVS lar to’liq avtomatlashtirilgan uchastkada, insonning ishtirokisiz ishlab chiqariladi. Avtomatlar ham xuddi insonlar kabi, yig’ish amallarini eplay oladimi, tekshirish kerak. Agar eplay olsa, 2025 yilda uran-plutoniyli yonilg’i bilan TVS-5 larning tajriba-sanoat ishlab chiqarishi yaratiladi (yangi yig’ish texnologiyasi aynan uning uchun ishlab chiqilgan). Hozircha esa robotlar soddaroq – odatdagi sirkoniyli qobiqlari va uran oksidi bo’lgan yonilg’i birikmali tvel elementlarini yig’adi.
TVS-5 avtomatlashtirilgan yig’ish uchastkasini Seversk shahrida, «SXK» AJ da tashkil etish rejalashtirilgan. Kombinat asta-sekin ikki komponentli yadroviy energetika uchun yonilg’ini ishlab chiqarish markaziga aylanmoqda — u yerda «Proriv» loyihasi doirasida BREST-OD-300 reaktori uchun yonilg’ini qayta ishlash va fabrikatsiya-refabrikatsiya bo’yicha qurilmalar barpo etilmoqda.
«Kurchatov instituti TVS-5 uchun istiqbolli uran-plutoniyli o’zakning bir nechta variantlarini tadqiq qilgan: REMIKS-yonilg’i bilan uchta turi, ularda plutoniyning miqdori farqlanadi, va MOKS bilan bir turi bor. 2021 yilda REMIKS-yonilg’ining gomogen variantini reaktorda sinovdan o’tkazish boshlangan: tajriba uchun oltita TVS Balakovskaya AES ning birinchi blokida nurlantiriladi, bu yilda (2022 yilda – izoh) MIR reaktori uchun MOKS-birikmasi bo’lgan TVS ni ishlab chiqarish olib borilmoqda. Shunday qilib, biz muayyan buyurtmachining ehtiyojlaridan kelib chiqib, maksimal moslashuvchanlikni va optimal yonilg’i sikllarini shakllantirishga tayyorlikni ta’minlaymiz», — deb TVEL ning ilmiy-texnik faoliyati bo’yicha katta vitse-prezidenti Aleksandr Ugryumov shunday izoh berdi.
YaTTs yopilib qoladi
Rosatom ikki komponentli yadroviy energetikaga o’tishga yo’naltirilgan, buning uchun maxsus yonilg’i zarur bo’ladi. 2000-yillardan boshlab, Kolskaya AES ning ikkinchi bloki, Smolenskaya, Kurskaya va Leningrad AES laridagi bloklar nurlantirilgan tarmoqlardan olinadigan uranli yonilg’ida ishlaydi. TVEL VVER-1000 reaktorlarida regeneratsiyalangan urandan foydalanishning maqsadga muvofiqligini va mumkinligini tasdiqladi. Aleksandr Ugryumov anjumanda: – «Hozir biz «Rosenergoatom» bilan birgalikda uni VVER-1000 va VVER-1200da qo’llashni kengaytirishga o’tamiz», — deb aytdi.
Kurchatov institutining yonilg’i sikllari bo’limining boshlig’i Konstantin Kurakin qayd etishicha, retsikllashtirish tufayli yonilg’ida tabiiy uranni tejash, siklning uzoqligiga qarab, 20% gacha yetishi mumkin.
Tolerant yonilg’i uchun yangi materiallar
TVEL tolerant yonilg’ini yaratish uchun, bir nechta yonilg’i birikmalari va tvel qobiqlarining materiallri bo’yicha sinovlarni o’tkazdi. Bunda 42XNM qotishmasi (xrom, nikel, molibden), sirkoniyli qobiqlarning xromli qoplamalari va kremniy karbididan tayyorlangan qobiqlar o’rganilmoqda. Aleksandr Ugryumov bu materialni eng istiqbolli deb hisoblaydi, lekin uni ishlab chiqarish oson emas.
TVEL tolerant yonilg’i uchun ikkita yonilg’i birikmasi — uran-molibden va uran disilitsiddan tayyorlangan birikmani ishlab chiqadi. Ular yuqori issiqlik o’tkazuvchanlikka ega — demak, issiqlik tashuvchi yo’qotilgan avariyalarda yonilg’ining qizib ketishi va erib ketishi xavfi ancha kamroq bo’ladi. Bundan tashqari, ularning zichligi va uran sig’imi yuqoriroq —yonilg’i kampaniyasini uzaytirish mumkin bo’ladi. Ularning kamchiliklari ham bor. «Uran-molibden bo’yicha texnologiya tushunarli, bu yechim tekshirilgan, shu jumladan tadqiqot reaktorida sinalgan. Lekin hozircha bu texnologiyaning qiymati keramik yonilg’ini yaratishning an’anaviy texnologiyasiga qaraganda, yuqoriroq bo’lgan. Buning ustida ishlaymiz», — deb qayd etdi Aleksandr Ugryumov.
Kremniy karbididan tayyorlangan qobiqni tadqiq etish dasturidagi keyingi qadam — uran-molibden va disilitsid yonilg’i birikmasini u bilan birga ishlatish imkoni hisoblanadi.
Aniq geometriya
SNUP-yonilg’ini ishlab chiqish davom etmoqda. VNIINM (yadroviy yonilg’ini ishlab chiqish bo’yicha Rossiyadagi asosiy institut, Rosatom tarkibiga kiradi) bosh direktorining o’rinbosari Mixail Skupov aytishicha, BREST-OD-300 ning birinchi yuklanishi uchun tvelning texnik loyihasi 2021 yilda tiklangan, yonib bitishini oshirishga to’sqinlik qiluvchi omillarni hisobga olish va istisno etish bo’yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda. BN-1200 va BR-1200 uchun tvel bo’yicha eskiz loyihalari ishlab chiqilgan. Institut tvel sifatini oshirish yuzasidan bir necha takliflarni kiritgan: tabletkalarning yon tomonida hajmi oshirilganligini tirqishlar bilan o’rnini bosish; to’g’ri o’rnatilishini oshirish va siljishini kamaytirish uchun, yonilg’i birikmasini alyuminiy nitrid bilan mikrolegirlash; chuqurroq yonib bitishiga erishish uchun, suyuq metalli ostki qatlamini kiritish.
Minor aktinidlarning taqdiri
Kyuriy, ameritsiy va neptuniy — nurlatilgan yadroviy yonilg’ida eng yuqori faol elementlardir. Ularni chiqarib olish, keyin kyuriy saqlab qolinishi, ameritsiy va neptuniy — tez reaktorga yuklab, u yerda oxirigacha yondirilishi rejalashtiriladi.
NIIAR bosh direktori Aleksandr Tuzov ameritsiy va neptuniyni tez reaktorning yon ekranida yondirish kontseptsiyasi ishlab chiqilganligini gapirib berdi. Ameritsiy va neptuniy oksidlari bo’lgan yonilg’i elementlari (ular mavel deb nomlangan) masofadan vibrozichlatish texnologiyasi orqali tayyorlanadi. Tajribadagi mavel elementlari BOR-60 qurilmasiga, neytronlarning har xil spektrlari bo’lgan uyalarga solinib, reaktordan keyingi sinovlarning ilk natijalari olindi, nurlantirish davom etmoqda. Mavellar bilan tarmoqlarning texnik loyihalari ishlab chiqilgan.
TVS-Kvadrat ishonchliligi
Xorijda yaratilgan dizayndagi yengil suvli reaktorlar uchun yonilg’iga alohida sektsiya bag’ishlangan. Uning ishtirokchilari, Yevropadagi PWR-900 reaktorida malakalash va reaktordan keyingi sinovlarning natijalari TVS-Kvadrat mustaqil ilmiy-tadqiqot markazida e’lon qilinganidan keyin, u jahon bozorida juda talabgor bo’lib qolganligini gapirib berdi. Bu original reaktor texnologiyasining ishlab chiquvchilaridan intellektual mulk masalasida va ishlab chiqarish borasida to’liq mustaqil bo’lgan jahondagi yagona PWR uchun yadroviy yonilg’i bo’lib, o’zining ishonchliligini va tejamkorligini namoyon qildi.
